本發(fā)明涉及地震勘探的數(shù)據(jù)采集設(shè)備開發(fā)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種淺井檢波系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在地震勘探領(lǐng)域，微地震監(jiān)測技術(shù)是非常規(guī)油氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，主要應(yīng)用于煤層氣等非常規(guī)儲層壓裂改造時的效果監(jiān)測和評價，在煤層氣開發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用。微地震監(jiān)測方式主要有地面監(jiān)測、井中監(jiān)測以及地面淺井監(jiān)測等方式。地面監(jiān)測和井中監(jiān)測是目前采用得比較多的方式。在一些地區(qū)由于地表地質(zhì)條件以及環(huán)境噪聲等因素的影響，地面微地震監(jiān)測信號的信噪比較低，難以得到好的資料處理成果，此外，地面測線微地震監(jiān)測技術(shù)較高的采集成本和井中微地震監(jiān)測技術(shù)對觀察井的要求也影響著微地震監(jiān)測技術(shù)在生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用。因此，淺井地面微地震監(jiān)測技術(shù)引起人們的關(guān)注。在井中監(jiān)測時，現(xiàn)有技術(shù)通常使用垂直地震剖面(vsp)井下檢波器，由于此類設(shè)備的體積較大，需要專門的測井纜車與之配合，且是多級接連放置到井下進行監(jiān)測，安全及其他成本很高。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的井下檢波系統(tǒng)不能適用于淺井監(jiān)測，因此，有必要開發(fā)一種能夠采集各種淺井井下地震信號的淺井檢波系統(tǒng)。

公開于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種淺井檢波系統(tǒng)，其能夠基于野外采集環(huán)境對淺井檢波系統(tǒng)的各個部件進行組合，實現(xiàn)各種淺井的井下地震信號的有效采集。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種淺井檢波系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括：輸出及連接單元，其連接到地面存儲部件；檢波結(jié)構(gòu)體單元，其連接到所述輸出及連接單元，位于所述輸出及連接單元下方，所述檢波結(jié)構(gòu)體單元采集井下振動信號；以及底端連接單元，其連接到所述檢波結(jié)構(gòu)體單元，位于所述檢波結(jié)構(gòu)體單元下方，所述底端連接單元與所述檢波結(jié)構(gòu)體單元形成回路。

本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施例中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施例中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施例共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實施例進行更詳細的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實施例中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的輸出及連接單元的示意圖。

圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的插頭的示意圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的傳感器構(gòu)件的示意圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件的示意圖。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的推靠構(gòu)件的示意圖。

圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的底端連接單元的示意圖。

圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的底端連接單元與傳感器構(gòu)件的連接的示意圖。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的示意圖。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實施例1

圖1示出了淺井檢波系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。

在該實施例中，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)可以包括輸出及連接單元101、檢波結(jié)構(gòu)體單元102，以及底端連接單元103。輸出及連接單元101連接到地面存儲部件；檢波結(jié)構(gòu)體單元102連接到輸出及連接單元101，位于輸出及連接單元101下方，所述檢波結(jié)構(gòu)體單元102采集井下振動信號；底端連接單元103連接到檢波結(jié)構(gòu)體單元102，位于檢波結(jié)構(gòu)體單元102下方，底端連接單元103與所述檢波結(jié)構(gòu)體單元102形成回路。

該實施例通過對淺井檢波系統(tǒng)的各個部件進行組合，實現(xiàn)各種淺井的井下地震信號的有效采集。

下面詳細說明根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

輸出及連接單元

在一個示例中，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)可以包括輸出及連接單元101，其連接到地面存儲部件。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的輸出及連接單元的示意圖。如圖2所示，在一個示例中，輸出及連接單元101可以包括：連接帽201、信號傳輸電纜202、下井輔助器203。連接帽201可以為圓臺形結(jié)構(gòu)，所述連接帽201通過插頭204連接到檢波結(jié)構(gòu)體單元；信號傳輸電纜202為多芯電纜，所述信號傳輸電纜202的一端連接到插頭204，另一端連接到地面存儲部件(未示出)，所述信號傳輸電纜202進行信號傳輸和檢波結(jié)構(gòu)體單元102的供電；下井輔助器203在所述連接帽201上方，在下井過程中與下井桿和/或鉆桿套接在一起，輔助所述輸出及連接單元101穩(wěn)定下井。

在一個示例中，信號傳輸電纜202上可以具有下井深度標記，以記錄下井深度。

具體地，連接帽201可以為圓臺形結(jié)構(gòu)，下端與檢波結(jié)構(gòu)體單元102連接時可以加接防水圈，配合連接螺絲，從而達到防水的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，連接帽201的形狀并不限于此，可以將連接帽201構(gòu)造為本領(lǐng)域常規(guī)的各種形狀。

插頭204位于連接帽201底部，能夠與檢波結(jié)構(gòu)體單元102中的插頭相連接。圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的插頭的示意圖。如圖3a和圖3b所示，插頭204可以為裝有d型插針(插孔)的插座(圖3a)，或者可以采用帶有定位孔的航空插座(圖3b，具有定位槽301)。本發(fā)明的各個單元和/或部件在互相連接時，都采用同樣的插頭，保證方向的一致性。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以采用本領(lǐng)域已知的各種常規(guī)插頭，實現(xiàn)各個單元和/或構(gòu)件之間的連接。

信號傳輸電纜202可以為多芯電纜，一端與插頭相接，另一端和地面存儲器的插頭相連接，將檢波結(jié)構(gòu)體單元102采集的數(shù)據(jù)輸出到地面設(shè)備存儲器。在一個示例中，所述信號傳輸電纜上可以具有下井深度標記，以記錄下井深度。信 號傳輸電纜202可以采用6根數(shù)傳線(x、y、z三分量動圈式檢波器)和2根電源線(為檢波結(jié)構(gòu)體單元中的信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件和/或推靠構(gòu)件供電)。信號傳輸電纜202上每隔一段距離可以做一深度標記，用來準確記錄淺井檢波器(檢波結(jié)構(gòu)體單元)的下井深度。

下井輔助器203可以在所述連接帽201上方，在淺井檢波系統(tǒng)下井過程中和下井桿或鉆桿套接在一起，從而能夠牢固、穩(wěn)實地承受下井桿(鉆桿)施加的向下的推力(壓力)，不會出現(xiàn)下井桿(鉆桿)與輸出及連接單元滑落的情況，輔助所述輸出及連接單元穩(wěn)定下井。

輸出及連接單元101還可以包括提升鋼絲繩205。提升鋼絲繩205可以減輕在下井過程中信號傳輸電纜202受力，在淺井檢波系統(tǒng)埋深較淺時，可以向上提拉提升鋼絲繩205，取出淺井檢波系統(tǒng)，使之重復(fù)使用，從而減低成本。

檢波結(jié)構(gòu)體單元

在一個示例中，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)可以包括檢波結(jié)構(gòu)體單元102，其連接到輸出及連接單元101，位于輸出及連接單元101下方，所述檢波結(jié)構(gòu)體單元102采集井下振動信號。

在一個示例中，檢波結(jié)構(gòu)體單元102可以包括傳感器構(gòu)件，其具有三分量動圈式傳感器芯，采集來自各方向的井下振動信號并傳輸所述井下振動信號。可以根據(jù)實際情況，在檢波結(jié)構(gòu)體單元102中設(shè)置一個或多個傳感器構(gòu)件。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)的傳感器構(gòu)件的示意圖。具體地，如圖4所示，傳感器構(gòu)件的外殼可以由圓柱狀金屬材料制成。例如，本發(fā)明設(shè)計的傳感器構(gòu)件的外殼外徑為小于60mm，可以放置在石油物探野外施工中最小的鉆井工具打出的井中。外殼的上端、下端互為公母結(jié)構(gòu)，且配合的精度比較高，在實施連接時，套接防水圈，使用連接螺絲通過上、下端連接螺絲孔進行固定，達到高效、方便、防水的效果。

如圖4所示，傳感器構(gòu)件可以具有三分量動圈式傳感器芯401，外殼內(nèi)的傳 感器芯支架402可以為倒“t”型結(jié)構(gòu)，下部和外殼緊密連接固定，上部可以做成圓臺型，利用壓實環(huán)403將傳感器芯支架402和外殼進行連接固定，使傳感器芯支架402穩(wěn)定無法晃動；在傳感器芯支架402中安裝有多個三分量動圈式傳感器芯401(xyz三分量)，每兩個三分量動圈式傳感器芯401為一組，呈迪卡爾坐標系固定，用于全方位接收來自各方向的井下振動信號。常規(guī)的動圈式傳感器芯的外形尺寸大小為φ25.4*36mm，經(jīng)過設(shè)計、加工其支架最大處直徑為50mm，封裝外殼直徑為60mm，常規(guī)物探打井鉆機都能鉆出符合其放置的井徑要求的檢波器放置井。每個分量的兩只傳感器芯均為串聯(lián)連接；三分量動圈式傳感器芯401的輸出、輸入端分別與上端插頭404、下端插頭405相連接。

在一個示例中，所述檢波結(jié)構(gòu)體單元還可以包括信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件，其連接到傳感器構(gòu)件，將傳感器構(gòu)件采集到的井下振動信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸該數(shù)字信號。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件的示意圖。具體地，如圖5所示，信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件的外殼可以與傳感器構(gòu)件的外殼相同；信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以具有信號轉(zhuǎn)換板501，其可以連接到傳感器構(gòu)件，能夠?qū)鞲衅鳂?gòu)件采集到的井下振動信號(模擬信號)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；在使用過程中，信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件的上端插頭502可以與輸出及連接單元101相接，下端插頭503可以直接與傳感器構(gòu)件相接。信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件與傳感器構(gòu)件為串聯(lián)，可以將傳感器構(gòu)件采集到的井下振動信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號傳輸?shù)捷敵黾斑B接單元，進而傳輸?shù)降孛娲鎯Σ考?，這樣可以提高信號傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

在一個示例中，所述檢波結(jié)構(gòu)體單元還可以包括推靠構(gòu)件，推靠構(gòu)件可以連接到傳感器構(gòu)件和/或信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件，推靠構(gòu)件的一側(cè)具有推靠臂601，通過張開推靠臂以使所述推靠構(gòu)件的另一側(cè)靠緊井壁。

具體地，在被測井的井徑較大的情況下，可以將推靠構(gòu)件連接到傳感器構(gòu) 件，組合使用推靠構(gòu)件和傳感器構(gòu)件。當推靠臂張開時，將推動推靠構(gòu)件的另一邊向井壁逐步靠近直至完全靠實，使得與推靠構(gòu)件連接的傳感器構(gòu)件和井壁靠實，使得傳感器芯能更直接地接收到地層傳播的有效信號。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)的推靠構(gòu)件的示意圖。如圖6所示，推靠構(gòu)件還可以包括推靠控制板602、推靠馬達及傳動部件603以及上端插頭604和下端插頭605。推靠控制板602控制推靠馬達及傳動部件603的運行和傳動，推靠馬達及傳動部件306的運行和傳動帶動推靠臂601張開或閉合。在使用過程中，推靠構(gòu)件的上端插頭604可以連接到輸出及連接單元101或信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件，下端插頭605可以連接到傳感器構(gòu)件，具有較大的靈活性。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)的推靠機構(gòu)并不限于此，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的各種方式，以實現(xiàn)傳感器構(gòu)件與井壁的貼靠。

底端連接單元

在一個示例中，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)可以包括底端連接單元103，底端連接單元103可以連接到檢波結(jié)構(gòu)體單元102，位于檢波結(jié)構(gòu)體單元102下方，底端連接單元103與檢波結(jié)構(gòu)體單元102形成回路。

圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的底端連接單元的示意圖，圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的底端連接單元與傳感器構(gòu)件的連接的示意圖。如圖7a所示，底端連接單元103可以為金屬圓錐形結(jié)構(gòu)，上部裝有上部插頭701，可以連接到檢波結(jié)構(gòu)體單元的傳感器構(gòu)件，與傳感器構(gòu)件鏈接成信號回路(如圖7b所示，其中，下部為底端連接單元，上部為傳感器構(gòu)件)；底部具有螺紋702，可以安裝配重塊。在未安裝檢波結(jié)構(gòu)體單元的情況下，底端連接單元103可以直接和輸出及連接單元101連接，起到保護作用。

本發(fā)明能夠很好地應(yīng)用于淺井地面微地震監(jiān)測，根據(jù)野外采集設(shè)計和工區(qū) 條件，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)可以分為單節(jié)檢波形式(圖8)和組合檢波形式(圖9)。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的示意圖。如圖8所示，在野外采集現(xiàn)場的環(huán)境干擾較小的情況下，可以直接采用最小組合(單節(jié)檢波形式)將淺井檢波系統(tǒng)放入井中，采集微地震數(shù)據(jù)。

此時，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)可以包括輸出及連接單元801、檢波結(jié)構(gòu)體單元，以及底端連接單元803，而檢波結(jié)構(gòu)體單元可以僅包括傳感器構(gòu)件802。由傳感器構(gòu)件802直接采集井下振動信號，并傳輸所述井下振動信號。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的淺井檢波系統(tǒng)的示意圖。如圖9所示，在采集設(shè)計需要提高檢波器靈敏度的情況下，可以采用組合檢波形式，以滿足設(shè)計要求。如果由于鉆井工具的因素，造成鉆出的檢波器放置井的井徑較大，則可以將檢波結(jié)構(gòu)體單元的傳感器構(gòu)件和推靠構(gòu)件進行組合，利用推靠臂的支撐，使檢波器緊靠井壁以加強耦合；如果信號的干擾較大，則可以將檢波結(jié)構(gòu)體單元的傳感器構(gòu)件和信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件進行組合，通過信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件將傳感器構(gòu)件的傳感器芯接收的井下振動信號(模擬信號)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，提高信號傳輸可靠性。

此時，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)可以包括輸出及連接單元901、檢波結(jié)構(gòu)體單元，以及底端連接單元905，而檢波結(jié)構(gòu)體單元可以包括信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件902、推靠構(gòu)件903以及一個或多個傳感器構(gòu)件904。由推靠構(gòu)件903推動一個或多個傳感器構(gòu)件904緊靠井壁，由信號轉(zhuǎn)換構(gòu)件902將一個或多個傳感器構(gòu)件904采集的井下振動信號，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進行傳輸。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，根據(jù)本發(fā)明的淺井檢波系統(tǒng)的組合方式并不限于此，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的各種組合方式，以滿足各種野外采集設(shè)計和各種工區(qū)條件。

該實施例通過對檢波結(jié)構(gòu)體單元的各個部件進行組合，實現(xiàn)淺井井下地震信號的有效采集。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上面對本發(fā)明的實施例的描述的目的僅為了示例性地說明本發(fā)明的實施例的有益效果，并不意在將本發(fā)明的實施例限制于所給出的任何示例。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(shù)的改進，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實施例。